一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法技术方案

本发明专利技术涉及一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法及重力异常显著地区桥梁施工方法，其中重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法包括以下步骤：步骤一：在桥梁两端桥台设计位置各设置1个桥梁水准点；步骤二：分别测量水准基点到桥梁水准点之间的高差，并对高差进行正常水准面不平行改正和重力异常改正，采用改正后的高差计算出桥梁水准点的高程；步骤三：在桥梁施工范围内设置桥梁施工加密水准点，测量桥梁水准点到桥梁施工加密水准点间的高差，并计算桥梁施工加密水准点的高程，建立桥梁施工独立高程系统；重力异常显著地区桥梁施工方法包括根据桥梁施工独立高程系统进行施工放样。

【技术实现步骤摘要】
一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法
本专利技术涉及桥梁施工精密水准测量
，特别是一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法。
技术介绍
修建墩柱或塔柱高大的大型桥梁时，测量定位精度要求高，以保证桥梁各构件的准确对接，还必须保证桥梁与两端的构筑物如隧道保持平面和高程的平顺衔接。通常情况下，桥梁墩柱设计的高度或长度就是墩柱顶与墩柱底的高程之差，施工时就是测量出的墩柱顶与墩柱底的高差，现场测量的高差与设计的墩柱高度是相同的。但是在高海拔、地形高差较大、重力异常显著的地区，由于水准面不平行性影响，需对测量的高差进行改正，再计算水准点的正常高系统的高程，实现不同水准路线测量相同点的高程结果唯一，并实现整个铁路、公路高程系统大范围内与国家高程系统的统一。高差水准面不平行性改正值包括正常水准面不平行改正值和重力异常改正值，就是改正后的高差与原测量的高差之间的差异，一般小于0，即改正后的高差一般会小于原测高差，其量值大小与测区的地理纬度、海拔、测段的平均重力异常和高差有关；在小范围内正常水准面不平行改正极小，重力异常改正值占主要部分，其量值大小与该高差值和该地的重力异常值成正比。在重力异常显著的V形峡谷区域修建桥梁，桥梁墩柱高大，测量的高差较大，经高差水准面不平行改正后的高差与原测高差的差异非常明显。设计图纸的桥梁墩柱高度为墩柱顶与墩柱底的高程之差，将不会是所直接测量的高差大小。在桥梁设计时需要考虑因高差改正引起桥梁竖向结构物尺寸变化的问题，需要额外进行桥墩、塔柱高度及竖向杆件长度的修正计算；施工时也应进行高差改正计算，在设计墩柱名义长度上加长墩柱，才能使得桥面与桥墩相配合、桥梁各结构物间按设计位置准确对接、桥梁与两端的构筑物高程平顺衔接。因此，在V形峡谷重力异常显著地区，由于水准面不平行性的影响，给工程的建设造成了不便，增加了工作量和工程成本，不利于标准化设计与施工。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对在地形高差大、重力异常显著的地区，由于水准面不平行性影响，对观测高差进行水准面不平行改正后出现桥墩、塔柱竖向长度值与所测量的高差值不相等的现象，导致在设计、施工中需要修正桥梁结构物尺寸，对工程的建设造成不便，增加了工作量和工程成本的问题，提供一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法，以便于标准化设计与施工。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法，包括以下步骤：步骤一：在桥梁的两端桥台设计位置各设置1个桥梁水准点，所述桥梁水准点为桥梁及其两端构筑物共用的水准点；步骤二：分别测量从一个水准基点到所述桥梁水准点之间的高差，并对所述高差进行正常水准面不平行改正和重力异常改正，采用改正后的高差计算出对应的所述桥梁水准点的高程；步骤三：设置桥梁施工加密水准点，以所述桥梁水准点为基准点，测量所述桥梁水准点到所述桥梁施工加密水准点之间的高差，以所述步骤二中计算得到的所述桥梁水准点的高程为起算，计算所述桥梁施工加密水准点的高程，建立桥梁施工独立高程系统；在桥梁施工放样时，以所述桥梁水准点或所述桥梁施工加密水准点的高程、和测量的所述桥梁水准点或所述桥梁施工加密水准点到放样点的高差计算放样点的高程。其中，所述水准基点的高程是根据国家水准点测量计算得到的，所述重力异常显著地区是指重力异常大于5mGal的地区。在地形高差较大、重力异常显著的山区，为克服水准面不平行性的影响，因此所述步骤二中，所述高差进行了水准面不平行改正，具体包括正常水准面不平行改正和重力异常改正，其中正常水准面不平行改正主要与测区地理纬度、测段两端的纬度差和海拔有关，重力异常改正主要与测区重力异常和高差有关。经过水准面不平行改正之后得到的高差，克服了正常水准面不平行性和重力异常的影响，由此高差计算得到的所述桥梁水准点的高程也克服了正常水准面不平行性和重力异常的影响，且所述桥梁水准点作为桥面与其两端相邻构筑物共用水准点，能够保证桥面高程与所述桥梁两端的构筑物高程保持一致和平顺衔接。在所述步骤三中，根据所述桥梁水准点的高程计算得到的所述桥梁施工加密水准点的高程，不需再进行正常水准面不平行改正和重力异常改正，并据此进行桥梁施工高程放样，也不再进行正常水准面不平行改正和重力异常改正，避免在设计、施工中修正结构物尺寸，减少了工作量，有利于标准化设计与施工。具体的原理为：在小范围内，如宽度2km以内的V形峡谷中，由于距离短，高差正常水准面不平行改正极小，可以忽略不计；同时重力异常的变化极小，不同水准路线测量高程的差异可以忽略，因此可以在与桥梁两端构筑物共用水准点保持高程平顺衔接的基础上，建立桥梁施工独立高程系统，按照常规方法进行桥梁设计、施工。所述步骤二中，所述高差经过了正常水准面不平行改正和重力异常改正，采用改正后的高差计算得到所述桥梁水准点的高程，因此所述桥梁水准点的高程也是经过改正后的高程，克服了重力异常的影响，与桥梁两端构筑物属同一高程系统，因此能够保证与桥梁两端的构筑物高程保持平顺衔接；所述步骤三，以所述桥梁水准点为基准点，利用所述步骤二中计算得到的所述桥梁水准点的高程和直接测量得到的所述桥梁水准点与所述桥梁施工加密水准点之间的高差，计算得到所述桥梁施工加密水准点的高程，建立了桥梁施工独立高程系统。桥梁施工过程中，观测的高差不进行重力异常改正，与桥墩、塔柱的实际高度值一致，桥梁结构物尺寸不必修正计算，桥梁塔柱、杆件等能够准确对准连接，并且桥梁与两端隧道等构筑物保持高程平顺衔接，利于标准化设计与施工。作为本专利技术的优选方案，所述步骤三中，所述桥梁施工加密水准点设置于桥梁施工范围内便于施工放样处。作为本专利技术的优选方案，所述步骤二中，所述桥梁水准点的高程为所述水准基点的高程、测量的所述水准基点到桥梁水准点的高差、与包括正常水准面不平行改正值以及重力异常改正值在内的高差改正值之和。如此，得到的所述桥梁水准点的高程为经过改正后的高程，依据该高程建立桥梁施工独立高程系统进行施工放样，桥墩、塔柱的实际高度与所测量的高差一致，设计时桥梁结构物尺寸不必调整。其中正常水准面不平行改正以及高差重力异常改正具体的计算方式为：所述式1中：H桥面点为所述桥梁水准点的高程，单位：m；H0桥面点为所述桥梁水准点的近似高程，单位：m；H基点为所述水准基点的高程，单位：m；h为测量的所述水准基点到所述桥梁水准点的高差，单位：m；ε为高差正常水准面不平行改正值，单位：m；λ为高差重力异常改正值，单位：m；g基点、g桥面点分别为所述水准基点、所述桥梁水准点的地面重力，单位：mGal；γm为所述水准基点与所述桥梁水准点的正常重力平均值，单位：mGal；γ基点、γ桥面点分别为所述水准基点、所述桥梁水准点的正常重力，单位：mGal；γ0基点、γ0桥面点分别为所述水准基点、所述桥梁水准点在椭球面的正常重力，所述γ0基点、γ0桥面点、γ基点、γ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一：在桥梁的两端桥台设计位置各设置1个桥梁水准点，所述桥梁水准点为桥梁及其两端构筑物共用的水准点；/n步骤二：分别测量从一个水准基点到所述桥梁水准点之间的高差，并对所述高差进行正常水准面不平行改正和重力异常改正，采用改正后的高差计算出对应的所述桥梁水准点的高程；/n步骤三：设置桥梁施工加密水准点，以所述桥梁水准点为基准点，测量所述桥梁水准点到所述桥梁施工加密水准点之间的高差，以所述步骤二中计算得到的所述桥梁水准点的高程为起算，计算所述桥梁施工加密水准点的高程，建立桥梁施工独立高程系统；在桥梁施工放样时，以所述桥梁水准点或所述桥梁施工加密水准点的高程、和测量的所述桥梁水准点或所述桥梁施工加密水准点到放样点的高差计算放样点的高程。/n

【技术特征摘要】
1.一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：在桥梁的两端桥台设计位置各设置1个桥梁水准点，所述桥梁水准点为桥梁及其两端构筑物共用的水准点；
步骤二：分别测量从一个水准基点到所述桥梁水准点之间的高差，并对所述高差进行正常水准面不平行改正和重力异常改正，采用改正后的高差计算出对应的所述桥梁水准点的高程；
步骤三：设置桥梁施工加密水准点，以所述桥梁水准点为基准点，测量所述桥梁水准点到所述桥梁施工加密水准点之间的高差，以所述步骤二中计算得到的所述桥梁水准点的高程为起算，计算所述桥梁施工加密水准点的高程，建立桥梁施工独立高程系统；在桥梁施工放样时，以所述桥梁水准点或所述桥梁施工加密水准点的高程、和测量的所述桥梁水准点或所述桥梁施工加密水准点到放样点的高差计算放样点的高程。


2.根据权利要求1所述的一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法，其特征在于，所述步骤二中，所述桥梁水准点的高程为所述水准基点的高程、测量的所述水准基点到桥梁水准点的高差、与包括正常水准面不平行改正值以及重力异常改正值在内的高差改正值之和。


3.根据权利要求1所述的一种重力异常显著地区桥梁施工独立高程系统的建立方法，其特征在于，所述步骤三中，所述桥梁施工加密水准点的高程为所述步骤二中计算得到的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅熙，李学仕，邓军桥，赖鸿斌，赵有兵，卢建康，刘志鹏，曹体涛，张可军，
申请(专利权)人：中铁二院工程集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51